听力课:研究人员识别分子不同的亚型神经元编码的声音

哈佛医学院的研究人员的一项新研究揭示了分子的神经元负责编码内耳的声音,这可能为开发治疗策略来治疗或预防听力损失。

报告在细胞在8月2日,丽莎古德里奇领导的研究小组,HMS的神经生物学教授,表明类神经元负责从内耳传输信息到大脑是由三个分子不同的亚型。

这些亚型选择性地迷失在内耳衰老的老鼠,这个分子多样性不正常出现在deaf-mouse模型中,根据这项研究。

“我们的研究结果使新线路的研究可以帮助我们理解如何这些神经元彼此不同,这些差异是如何造成的听觉,额外的治疗年龄相关性和先天的影响听力损失”古德里奇说,他是这项研究的资深作者。

在哺乳动物中,内耳器官负责检测声音,耳蜗,内衬感官细胞被称为毛细胞,声音振动转换成生物电的信号。这些信号处理和传送到大脑的神经元称为螺旋神经节神经元(胡志明市)。损害毛细胞或胡志明市可能导致听力丧失。

胡志明市分为两大类。大多数我们所认为的听证会是由所谓的编码类型我胡志明市,连接大脑内毛细胞。以前的研究已经表明在I型胡志明市,某些子组在基线显示差异电活动在回应的声音。一群被认为是更容易受到噪声和与年龄相关的损失。然而,到目前为止,没有任何已知的关于这些神经元在分子水平上不同。

牵头Brikha Shrestha, HMS研究员,研究小组,利用最近发展单细胞核糖核酸测序技术,调查是否存在离散分子身份在I型胡志明市神经元。收集来自不同地区的耳蜗的胡志明市,研究人员全面记录单个神经元表达的基因,一个神经元。

关键的多样性

团队的分析表明,I型胡志明市不是一个统一的人口基因。相反,他们分为三个不同的子类型,研究人员称为Ia, Ib和Ic。这些研究结果支持先前发表的生理和解剖描述不同的胡志明市子组。

与分子标记的发现,这个研究团队还检查了胡志明市的影响在不同形式的听力损失。研究生当切斯特Chia Goodrich实验室,分析了老化的老鼠,他发现胡志明市的一个亚型,Ic,选择性地丢失,符合先前的生理研究。

对于人类来说,年龄是一个主要贡献者听力受损,影响美国近25%的人口年龄在65岁及以上的,50%的人年龄在75岁以上。这样的老年性听力损失的特点之一是增加听力困难有很多背景噪音时,如在鸡尾酒派对上。

“他们可能能够发现听起来没有问题,而是因为他们缺乏最敏感的胡志明市,内毛细胞的编码信号的能力在一个嘈杂的环境被破坏,”古德里奇说。

额外的分析表明,三种类型的分子签名我胡志明市亚型存在出生时建立亚型的身份是极度依赖引起的电活动在第一个产后一周内毛细胞。

在先天失聪的老鼠,这些子类型没有正常发育,表明胡志明市多样性可能被任何类型的改变遗传耳聋,耳蜗功能无法在生命早期。

“这可能会影响恢复听力的策略的有效性通过基因修正使用人工耳蜗毛细胞赤字甚至implants-the必不可少的群胡志明市必要充分捕捉声音信息的复杂性可能不是现在,”古德里奇说。

明确

进一步描述子类型,研究人员利用独特的解剖学蜗牛壳形状的耳蜗。器官的不同区域检测不同频率的声音,在基地和低频与高频处理技巧。因为频率映射在耳蜗可靠,该集团还可以比较不同位置的胡志明市,显示其他分子内和跨亚型变化。

“这些发现对这些神经元编码不同方面所扮演的角色的声音,传递给更高的大脑中心,“古德里奇说。

早期的研究m . Charles Liberman HMS Schuknecht耳科和喉科学教授。眼睛和耳朵,这项新研究报告的合著者,是第一个发现I型胡志明市之间的生理差异。一些对声音非常敏感,表现出高水平的电活动即使没有任何声音的刺激,而其他人则不太敏感,显示更低的自发发射率(SRs)。

这些早期的研究以来,I型胡志明市被认定为低,中或高老亚型,每一种都有独特的解剖性质。以前的研究已经表明low-SR少纤维老化的耳朵,例如,这是由团队的新发现。

“这是可喜的看到生理分类有一个明确的分子基础和令人兴奋的,我们现在可以开始有选择地操作在听到每个亚型,以更好地了解其作用,”利伯曼说。

古德里奇和Shrestha正在调查电活动如何激发这些子类型的多样化和胡志明市是否保留一定的能力随着时间的推移改变身份。团队也希望探索胡志明市分子多样性对于人类来说,这可能援助努力恢复功能和衰老耳蜗充耳不闻。

“最近有了巨大的飞跃,在使用基因疗法纠正缺陷内毛细胞。现在我们可以调查胡志明市多样性是否恢复,”古德里奇说。“一旦我们确定的基因促进Ic的命运,例如,我们也许能够想方设法Ia或Ib胡志明市转化为Ic noise-damaged胡志明市,年龄或先天失聪的耳蜗,希望改善听力除了现在是可能的。”